基于包络线拟合的低频振荡机理类型判别方法
【专利摘要】本发明公开了电力【技术领域】的一种基于包络线拟合的低频振荡机理类型判别方法。其技术方案是：首先，通过待分析振荡数据，获得主导振荡模式曲线的包络线；其次，对包络线的周期性进行判定，从而根据判定结果进入不同的拟合判定中；最后根据拟合结果，实现负阻尼自由振荡振荡、零阻尼自由振荡、正阻尼共振、零阻尼共振的判别。与现有的技术方案相比，本发明利用WAMS实测数据，通过数字信号处理方法提取主导模式信号后，充分利用各种类型低频振荡的包络线特点，以拟合的方式判定出低频振荡类型，判定过程清晰明了，判定精确可信，判定速度快，很好的满足了对低频振荡类型判别得要求，具有良好的工程应用价值。
【专利说明】基于包络线拟合的低频振荡机理类型判别方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力【技术领域】，尤其涉及一种基于包络线拟合的低频振荡机理类型判别方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着特高压电网的建设，全国电网的连接更为紧密，电力系统低频振荡事件发生次数日益增多，其危害日益增大，已经严重的威胁到了电网的安全稳定，制约着电网的输电能力，造成了巨大的经济损失。低频振荡的产生机理主要有两种类型:负阻尼机理和强迫共振机理。低频振荡的产生机理不同，其表现形式和控制措施也不尽相同。如何通过复杂的低频振荡波形快速判断出振荡类型，为低频振荡的控制提供依据具有重要的意义。
[0003]对于低频振荡机理类型的判别，目前的研究的成果较少。刘增煌，贾文双，李莹，等人采用了直线法(专利号=201210397698.6)和二次差分法(专利号=201210103545.6)，但是该方法不能判断拍频振荡，对于拍频振荡可能误判为负阻尼振荡。叶华，宋佑斌，刘玉田提出了基于响应成分和振荡特征辨识的低频振荡类型判别方法(专利号:201210455272.1)，采用普罗尼Prony算法识别振荡成分和阻尼比，然后根据频率和阻尼的关系判断各种振荡，但是该方法依赖于辨识方法的准确性，且需要较长的数据段，而普罗尼Prony方法本身存在一定的局限性，因此对于实际信号往往辨识结果不理想。
【发明内容】
[0004]针对【背景技术】中提到的现有的低频振荡类型的判别方法，在判断振荡类型的全面性识别的准确性方面存在的问题，本发明提出了一种基于包络线拟合的低频振荡机理类型判别方法。
[0005]一种基于包络线拟合的低频振荡机理类型判别方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:
[0006]步骤1:从广域测量系统WAMS上采集振荡数据；
[0007]步骤2:基于数字信号处理方法处理振荡数据，获得主导振荡模式曲线，并提取出包络线；
[0008]步骤3:判断步骤2得到的包络线是否为周期性变化，若是则进入步骤4，否则进入步骤5 ;
[0009]步骤4:对包络线分别按照零阻尼拍频振荡和正阻尼拍频振荡的包络线表达式进行拟合，将拟合误差最小的判定为振荡类型，结束；
[0010]步骤5:判断包括线单调性类别，若是单调减，则判定为正阻尼自由振荡，结束；否贝U，进入步骤6 ;
[0011]步骤6:对包络线分别按照自由振荡、正阻尼共振和零阻尼共振的包络线表达式进行拟合，根据拟合后的结果，将拟合误差最小的判定为振荡类型；其中，自由振荡根据拟合后的阻尼比区分出负阻尼自由振荡和零阻尼自由振荡，结束。[0012]步骤2中，数字信号处理方法包括经验模态分解方法EMD、普罗尼方法Pixmy和随机子空间方法SSI。
[0013]步骤4中，零阻尼拍频振荡和正阻尼拍频振荡的包络线表达式分别为:
[0014]零阻尼拍频振荡的包络线表达式为:
【权利要求】
1.一种基于包络线拟合的低频振荡机理类型判别方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 步骤1:从广域测量系统WAMS上采集振荡数据； 步骤2:基于数字信号处理方法处理振荡数据，获得主导振荡模式曲线，并提取出包络线.-^4 ， 步骤3:判断步骤2得到的包络线是否为周期性变化，若是则进入步骤4，否则进入步骤5 ； 步骤4:对包络线分别按照零阻尼拍频振荡和正阻尼拍频振荡的包络线表达式进行拟合，将拟合误差最小的判定为振荡类型，结束； 步骤5:判断包括线单调性类别，若是单调减，则判定为正阻尼自由振荡，结束；否则，进入步骤6 ； 步骤6:对包络线分别按照自由振荡、正阻尼共振和零阻尼共振的包络线表达式进行拟合，根据拟合后的结果，将拟合误差最小的判定为振荡类型；其中，自由振荡根据拟合后的阻尼比区分出负阻尼自由振荡和零阻尼自由振荡，结束。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中，数字信号处理方法包括经验模态分解方法EMD、普罗尼方法Prony和随机子空间方法SSI。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4中，零阻尼拍频振荡和正阻尼拍频振荡的包络线表达式分别为: 零阻尼拍频振荡的包络线表达式为:
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤6中，自由振荡、正阻尼共振以及零阻尼共振的包络线表达分别为: 自由振荡的包络线表达式为
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤6中，自由振荡根据拟合后的阻尼比区分出负阻尼自由振荡和零阻尼自由振荡的过程是: 步骤601:从拟合的结果中得到阻尼比
【文档编号】G01R31/00GK103592530SQ201310450193
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】马燕峰, 赵书强, 胡永强, 刘伟东, 赵培龙 申请人:华北电力大学（保定）